然而，Samtec Inc.和Phoenix Contact的一項研究表明，通過優化焊膏模板的開孔形狀，設計師就可以選擇已廣泛提供的、價格更低的、共麵度為0.15 mm的連接器來與更精細的0.10 mm焊膏模板配合使用，同時在良品率為100%的情況下也能滿足IPC-J-STD-001 Class 2標準的要求。

 

本(ben)文(wen)將(jiang)討(tao)論(lun)焊(han)膏(gao)模(mo)板(ban)與(yu)連(lian)接(jie)器(qi)共(gong)麵(mian)度(du)之(zhi)間(jian)的(de)關(guan)係(xi)，以(yi)及(ji)設(she)計(ji)師(shi)麵(mian)臨(lin)的(de)取(qu)舍(she)和(he)製(zhi)約(yue)因(yin)素(su)等(deng)話(hua)題(ti)。然(ran)後(hou)本(ben)文(wen)將(jiang)介(jie)紹(shao)此(ci)項(xiang)研(yan)究(jiu)的(de)情(qing)況(kuang)和(he)相(xiang)應(ying)的(de)結(jie)果(guo)，以(yi)及(ji)這(zhe)些(xie)結(jie)果(guo)在(zai)優(you)化(hua)設(she)計(ji)的(de)時(shi)候(hou)對(dui)成(cheng)本(ben)
、空間、性能和可靠性產生的影響。

 

焊膏模板與連接器共麵度之間的關係

 

liyongjingmijiagongdehangaomobanlaijingzhundishifangyixiaokuaihangaobingbutaikunnan。dansuizhelianjieqiyinjiaoshuliangdebuduanzengjia，tongshilianjieqishangdeyixieyinjiaoxuyaobeizuochengtedingxingzhuanghebeizuochengzhuruzhijiaolianjiedengtedingdelianjieleixing，lianjieqiyucaiyongjingmihangaomobanlaishifangchengxingdehanliaozhijianchuxianleyuelaiyuedadepipeikunnan。zhuyaowentishiyouyulianjieqiyinjiaodegongmianduyinqi。

 

簡而言之，“共麵度”這一術語是指當連接器被置於平麵上時，其高度最高的和高度最低的引線（或引腳）之間的最大距離。該距離的數值通常可用光學測量設備測得（圖1

，左圖）。

 

圖1: 共麵度是指在一個平麵上測量到的不同引線高度之間的最大差值；對表麵貼裝（SMT）器件的引線而言，將該項差值降至最低至關重要，借此可以避免焊點出現問題。（右下角）。（圖片來源：Samtec Inc.）

 

好的共麵度對於好的焊點至關重要：如ru果guo一yi條tiao引yin腳jiao或huo引yin線xian的de位wei置zhi太tai高gao
，它ta可ke能neng就jiu無wu法fa與yu焊han膏gao形xing成cheng充chong分fen的de接jie觸chu
，從cong而er導dao致zhi焊han點dian在zai機ji械xie上shang出chu現xian虛xu焊han或huo出chu現xian完wan全quan電dian氣qi連lian接jie開kai路lu的de漏lou焊han。大da多duo數shu規gui範fan都dou要yao求qiu共gong麵mian度du在zai0.10mm和0.15mm之間。

 

通過利用正確的工藝和工具，就能夠為多數應用持續地構建共麵度為0.15 mm的連接器。然而

，由於引腳數量的增加，特別是一些連接器的引腳發展成為了特定的形狀，或者它們需要以特定角度（如雙排、直角）來進行連接時，要達到0.10 mm的共麵度就更為困難。維持這種較低的共麵度會增加連接器成本。

 

如今的大型電路板都包括超過3000個元件和體積更小的、genggaojichengdudedianziqijian，shidebenyijinzhangdebanshangkongjianbiandegengjiamiji，qijieguoshiyuanqijianyinjiaozhijiandejianjuyeyuelaiyuexiao，shejishixianzaiyezaigengduodikaolvcaiyonghouduwei0.10 mm的焊膏模板。如果使用更厚的焊膏模版
，那麼引線或焊盤之間就會存在較高的焊橋風險。然而，設計師很難找到既滿足0.10mm共麵度規格要求，同時又具有足夠引腳數及合適外形尺寸的連接器。

 

當dang然ran
，設she計ji師shi的de確que也ye可ke以yi選xuan擇ze其qi他ta解jie決jue方fang案an。如ru他ta們men可ke以yi采cai用yong階jie梯ti化hua焊han膏gao模mo板ban，用yong薄bo一yi點dian的de焊han膏gao模mo板ban來lai應ying對dui小xiao節jie距ju元yuan件jian，而er用yong更geng大da一yi些xie的de模mo板ban來lai支zhi持chi連lian接jie器qi。這zhe就jiu解jie決jue了le問wen題ti，但dan焊han膏gao模mo板ban成cheng本ben就jiu會hui變bian得de更geng高gao，同tong時shi還hai有you可ke能neng無wu法fa適shi用yong於yu焊han錫xi階jie梯ti兩liang側ce元yuan器qi件jian之zhi間jian空kong間jian不bu足zu的de應ying用yong。根gen據ju通tong常chang的de經jing驗yan來lai看kan，兩liang個ge階jie梯ti開kai孔kong之zhi間jian的de距ju離li應ying該gai為wei階jie梯ti厚hou度du的de36倍。

 

lingyizhongxuanzeshishiyongduogelianjieqi。lianjieqideyinjiaoshuliangyueshao，jiuyuerongyishiqimanzugengweijinmidegongmianduguige。danshiduogelianjieqiyouzengjialechengben，tongshizengjialebujufuzaxingbingdailaikekaoxingwenti。ciwai
，jinguanlianjieqikenengmanzu0.10 mm共麵度要求，但厚度為0.10 mm的焊膏模板意味著更低的焊料高度，從而導致焊點機械強度可能不夠高。

 

如何優化焊膏模板的開孔

 

為了最低限度地采用這些折衷方案
，Samtec和Phoenix Contact針對三個係列的連接器研究了通過修改焊膏模板開孔所產生的效果。這些研究使用了一個厚度為0.15 mm和1:1開孔的模板，從而使沉積焊料的尺寸和形狀與銅焊盤一致。隨後在這些實驗中增加了兩種厚度為0.10mm的、但開孔更大的模板，並在接下來的研究中製作並選用了共麵度在0.10 mm和0.15 mm範圍內的連接器。

 

這(zhe)項(xiang)研(yan)究(jiu)涉(she)及(ji)將(jiang)焊(han)膏(gao)模(mo)板(ban)開(kai)孔(kong)的(de)大(da)小(xiao)調(tiao)整(zheng)到(dao)超(chao)出(chu)焊(han)盤(pan)尺(chi)寸(cun)來(lai)進(jin)行(xing)套(tao)印(yin)
，以(yi)增(zeng)加(jia)焊(han)料(liao)量(liang)並(bing)形(xing)成(cheng)更(geng)好(hao)的(de)連(lian)接(jie)，但(dan)不(bu)多(duo)到(dao)導(dao)致(zhi)焊(han)橋(qiao)或(huo)在(zai)電(dian)路(lu)板(ban)表(biao)麵(mian)留(liu)下(xia)焊(han)球(qiu)。為(wei)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)目(mu)標(biao)，這(zhe)項(xiang)研(yan)究(jiu)依(yi)賴(lai)於(yu)回(hui)流(liu)焊(han)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)焊(han)膏(gao)在(zai)達(da)到(dao)其(qi)液(ye)化(hua)溫(wen)度(du)後(hou)，在(zai)加(jia)熱(re)的(de)焊(han)盤(pan)上(shang)形(xing)成(cheng)凝(ning)結(jie)的(de)趨(qu)勢(shi)。當(dang)然(ran)
，必(bi)須(xu)為(wei)每(mei)種(zhong)連(lian)接(jie)器(qi)類(lei)型(xing)確(que)定(ding)正(zheng)確(que)的(de)開(kai)孔(kong)大(da)小(xiao)（圖2）。

 

圖2：橙色輪廓顯示了FTSH連接器的最佳開孔尺寸。（圖片來源：Samtec Inc.）

 

例如，為了確保在共麵度為0.152 mm的 FTSH連接器樣品與厚度為0.10 mm焊膏模板之間形成良好的焊點，最佳開孔為2.84 mm x 0.97 mm。這樣就可以麵向100%良品率去實現滿足IPC-J-STD-001 Class 2標準要求的高質量焊點（圖3）。

 

圖3 ：共麵度為0.152 mm的FTSH連接器樣品在使用了厚度為0.10 mm的、具有優化開孔的焊膏模板後形成的焊接結果，可以看到其內排（左圖）引腳和外排引腳（右圖）都是高質量的焊點。（圖片來源：Samtec Inc）

 

基於這些結果，可以清楚地看到設計人員在使用厚度為0.10 mm的焊膏模板時
，應當再次考慮采用最大共麵度值為0.15mmdelianjieqi。ruguoyijingquedingleyongzuijiamobankaikonglaizhichizuhemoshi

，jiukeyicaiyongzhongduoxianchengkeyongdelianjieqierkuodalexuanzefanwei，bingkebimianzaishoudaoxianzhidefanweineixuanyongangguidetidaipin。ruguozuijiakaikongwufazaiwangshanghuodehuoshangweiqueding

，namehenzhongyaodeshizaishejiliuchengzhichujiuyaoqulianxilianjieqizhizaoshanglaiquedingzuijiakaikong，huoweirenheyiquedingdeyingyongzhaochugengheshidejiejuefangan。

 

早期介入極為關鍵，隨著設計流程逐漸深入
，其選擇麵就越來越窄。

 

結論

 

由於充分了解各種取舍權衡，並聽到客戶對更加精密的焊膏模板和更加緊致的共麵度的渴望，Samtec Inc.與Phoenix Contact兩家公司的研發團隊攜手開發了優化焊膏模板開孔的途徑
，它可使共麵度為0.15mm的連接器能與厚度為0.10mm的焊膏模板配合使用。該項研究帶來了全球最佳成果：厚度為0.10mm的精密焊膏模板、更大的連接器選擇範圍
、低成本
、低複雜度、滿足IPC-J-STD-001 Class 2標準中機械強度要求的高質量焊點。

 

關於作者：

 

David Decker，Samtec Inc.互聯工藝部總監

 

 

David Decker於1993年獲得了路易斯維爾大學Speed科學學院（University of Louisville’s Speed Scientific School）的機械工程工學碩士學位，並於1998年獲得了專業工程執照。其職業生涯始於在Lexmark, Inc. 擔任的注塑模具工程師


，其後任職於通用電氣家電產品部（General Electric Appliances）。隨後，David加入了Samtec並在該公司工作了22年，曾在新產品設計、定製化產品設計等部門擔任重要職務

，並在過去15年中一直擔任互連工藝部總監。David還在Clark縣警長辦公室預備役部擔任中尉，並在該處服務了9年。

 

 

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